EP3626530B1 - Système de manoeuvre d'un dispositif de manutention destiné à équiper le châssis d'un véhicule pour le chargement et le déchargement d'une caisse - Google Patents

Système de manoeuvre d'un dispositif de manutention destiné à équiper le châssis d'un véhicule pour le chargement et le déchargement d'une caisse Download PDF

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EP3626530B1
EP3626530B1 EP19198141.4A EP19198141A EP3626530B1 EP 3626530 B1 EP3626530 B1 EP 3626530B1 EP 19198141 A EP19198141 A EP 19198141A EP 3626530 B1 EP3626530 B1 EP 3626530B1
Authority
EP
European Patent Office
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hook
arm
angle
zone
crate
Prior art date
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Application number
EP19198141.4A
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German (de)
English (en)
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EP3626530A1 (fr
Inventor
Michel RAUCOULES
Guillaume BOURDAIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guima Palfinger SAS
Original Assignee
Guima Palfinger SAS
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Publication date
Application filed by Guima Palfinger SAS filed Critical Guima Palfinger SAS
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/48—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using pivoted arms raisable above load-transporting element
    • B60P1/483—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading using pivoted arms raisable above load-transporting element using pivoted arms shifting the load-transporting element in a fore or aft direction

Definitions

  • It relates more particularly to aiding in the maneuvering of such a device during the loading or unloading of a crate.
  • Such a device comprises an arm articulated on the chassis of a vehicle, in particular a truck, the arm is terminated by a hook arranged at its free end capable of cooperating with a ring fixed to the front of a body to take this box on the ground and place it on the chassis of the vehicle and conversely take the box on the chassis and place it on the ground or possibly on a trailer.
  • Such a device is difficult to operate, especially when it comes to recovering a crate, due to the lack of visibility towards the rear of the vehicle and the need to align the hook of the arm with precision with respect to the ring of the box.
  • At least one object of the invention is to assist the user during the maneuver or else to automate the maneuver of a handling device as presented above.
  • a vehicle V is considered, consisting of a truck, the chassis CH of which supports a sub-frame FCH, a hydraulic arm consisting, depending on the case, of one to four mobile elements linked directly or indirectly to a central frame 1 supported by the sub-frame. frame.
  • the arm is in two parts and comprises the central frame 1, one end of which is hinged around an axis 10 to the subframe FCH and the other end of which is hinged to a stem 2.
  • the central frame 1 is articulated with respect to the subframe FCH according to an angle a variable according to a connection of the transverse pivot type.
  • the relative distance along the axis x1 between the stem 2 and the central frame 1 is variable due to the sliding connection between these two elements.
  • the arm is in three parts and comprises the central frame 1 and an articulated jib 2' as well as a horizontal jib 3.
  • the central frame 1 is articulated with respect to the subframe FCH according to an angle a variable according to a connection of the transverse pivot type.
  • the horizontal bracket 3 is movable relative to the central frame 1 along a sliding connection (not shown) in the longitudinal axis x1 of the central frame 1.
  • the horizontal bracket 3 makes a variable angle b with the articulated bracket 2' according to a connection of the transverse pivot type.
  • the angle b is in this variable configuration.
  • the arm is in two parts and includes the central frame 1 with a 2'' stem which has a different geometry from the stems of the figures 1 and 2 .
  • the stem 2'' is in the shape of an elbow (it comprises a first part 2 1 '' and a second part 2 2 '' at right angles to the first part 2 2 ') which forms a variable angle c with the central frame 1.
  • the 2'' elbow-shaped stem is articulated with respect to the central frame 1.
  • the arm is in three parts and comprises the central frame 1, an articulated bracket 2' (identical to that of the picture 2 ) and a horizontal bracket 3.
  • the articulated bracket 2' forms a variable angle b with the horizontal bracket 3 and the horizontal bracket 3 forms an angle c with the central frame.
  • bracket 2 and the horizontal bracket 3 are articulated with respect to the central frame 1 by means of a double-acting cylinder (not shown) located inside the slide.
  • the body of this cylinder is articulated to the central frame 1.
  • the rod of this cylinder is articulated to the jib or to the horizontal jib 3.
  • the central frame 1 is articulated to the subframe FCH by means of a first pair of double-acting cylinders 4.
  • the body 4 of these cylinders is articulated to the subframe by a pin 400.
  • the rod 41 of these cylinders is articulated to the central frame by a pin 401.
  • bracket 2 is hinged to the horizontal bracket 3 by means of a double-acting cylinder.
  • the body of this jack is articulated to the horizontal jib 3.
  • the rod of this jack is articulated to the jib 2.
  • the elbow-shaped bracket 2" or else the horizontal bracket 3 are articulated with respect to the central frame 1 by means of one or two double-acting jacks 4'.
  • the rod 4' of these jacks is hinged to the central frame 1 by a pin 401'.
  • the body 40' of this jack(s) is articulated to the elbow-shaped bracket 2" or else to the horizontal bracket 3 by a pin 400'.
  • an operating system of a handling device is configured to cooperate with such an arm.
  • the maneuvering system can allow the implementation of manual piloting or automatic piloting assistance functions for the hooking and/or loading and/or unloading operations of the body.
  • manual piloting assistance the elements of the device are actuated manually by a user.
  • automatic piloting the action of a user is not required for the operations of attachment and/or loading and/or unloading of the body.
  • the figure 5 schematically illustrates a system 50 for maneuvering an arm which is preferably arranged in the cab of the truck or on the subframe of the arm.
  • the piloting user interface 53 is preferably located in the cabin or close to the tools aimed at maneuvering the handling device.
  • Such an aid system comprises in particular a processing unit 51 (for example a processor) connected to one or more measurement unit(s) M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 of various characteristic parameters of a arm position.
  • a processing unit 51 for example a processor
  • the system comprises a set of one or more sensors among an angular sensor and/or an inclinometer and/or a linear sensor and/or a position sensor, the sensor(s) being configured to perform respectively continuous angle and/or inclination and/or travel and/or position measurement during manipulation of the arm.
  • the system further comprises a preferably non-volatile storage unit 52 configured to memorize a certain number of useful parameters for implementing the arm maneuvering system.
  • unit 52 of storage can memorize coordinates and dimensions of defined zones, dimensions of arm elements, of the truck, of at least one crate, etc.
  • the processing unit 51 is in particular configured to implement a certain number of steps for maneuvering the arm.
  • the maneuvering system may comprise a user adjustment interface 54 allowing an operator or the installer of the system to enter certain parameters necessary for the configuration of the system.
  • a user adjustment interface 54 is for example made up of a keyboard and a screen as well as possibly a loudspeaker.
  • the arm is controlled manually by the user via the control interface 53, the system then providing assistance.
  • the piloting is automatic and only requires a start/stop signal per user via the piloting interface 53.
  • the piloting interface 53 can be wireless or wired.
  • the piloting interface 53 can for example comprise a wireless remote piloting unit, and/or a joystick, and/or a touch screen, and/or a joystick and/or sound or visual indicators (not represented).
  • the maneuvering system uses the measured position of the arm and/or of the hook measured continuously during the manipulation of the arm.
  • the maneuvering system uses, depending on the case, measurements of the different angles a, b, c depending on the configuration of the arm (see above), as well as the measurement of the stroke or of the position of the the slide ( figures 1 and 2 ).
  • the maneuvering system cooperates, depending on the case, with a first measuring unit M1 configured to measure the angle a, a second measuring unit M2 configured to measure the angle b, a third measuring unit M3 configured to measure the angle c, a fourth measuring unit M4 (optional) to measure the travel of the slide or an alternative measuring unit M4' (optional) to measure the position of the slide.
  • this measuring unit M4 In the case where this measuring unit M4 is not present, the slide is held fixed in the fully retracted position in the central frame 1, during loading and unloading maneuvers. It can then be ensured that the slide is completely refracted via the position sensor M4' (optional). The travel of the slide is then constant and of known value.
  • a fifth measurement unit M0 (optional) allows the measurement of a reference angle for the other measurement units.
  • This fifth measurement unit M0 is therefore arranged on the chassis CH.
  • the first measuring unit M1 and/or the second measuring unit M2 and/or the third measuring unit M3 and/or the fifth measuring unit M0 are for example angle sensors or inclinometers.
  • the fourth measurement unit M4 is for example a linear sensor which makes it possible to measure the travel of the slide in the case of the configuration of the picture 1 or 2 (Horizontal arm 3 movable relative to the central frame 1 along a longitudinal axis x2 of the central frame 1).
  • the measurement unit M5' is for example a position sensor.
  • the fifth unit of measurement M0 is mainly used in the case where at least one inclinometer constitutes a unit of measurement. If angle sensors are used, the M0 measurement unit is optional.
  • the measurement units are arranged on all or part of the axes of rotation of the elements forming the different angles to be measured: for example the axis 10 as regards the angle a.
  • the strokes of the various slides are measured by linear sensors.
  • the measuring unit is arranged on the following element: cylinder inside the slide, in order to measure the travel of the slide.
  • the position of the hook 20 at a given instant is a function of the angle a and the angle b in an XOY frame having as X axis of the abscissa a horizontal axis oriented towards the rear of the vehicle and a Y axis of the ordinate oriented to the top.
  • the hook position corresponds to the Cartesian position of the hook in the XOY frame.
  • the position of the hook is therefore variable in the two dimensions of the reference XOY.
  • the position of the hook is constant in the third dimension, which is the transverse dimension, oriented along a Z axis perpendicular to the X and Y axes.
  • the sliding links are arranged in the XOY reference, and the pivot links are of the transverse type. .
  • a modification of length via a slide link and/or of angle via a pivot link leads to a modification of the Cartesian position of the hook in the reference XOY.
  • the Cartesian position of the hook in the reference frame XOY is determined from trigonometric calculations carried out on the output values of the sensors of the maneuvering system, which may for example be angular or linear sensors.
  • Trigonometric calculations make it possible to determine the Cartesian position of the hook from the configuration of the various joints, sliding links or pivots, of the lifting arm.
  • the maneuvering system can use, to determine the trajectory of the hook and/or the arm, the output stroke of the cylinders 4, 4', jib by measuring in particular the output of the rods 41, 41, jib by means of fourth , fifth and sixth units of measurement M5, M6, M7.
  • These measurement units are, for example, linear position sensors arranged on all or part of the following elements: 4/41 cylinder, 4'/40' cylinder, articulated jib cylinder
  • a region of interest can be a surface with various shapes and sizes.
  • a zone of interest can for example be in the shape of a polygon, an ellipse or circle.
  • a zone of interest can also be reduced to a point, the zone of interest then corresponding to a target position.
  • the characteristics of the zones of interest such as their coordinates and/or their dimensions, for example the coordinates of the corners, the coordinates of the centers, the radii, etc., are also defined in the reference XOY.
  • the maneuvering system makes it possible to assist in the attachment of a body of a vehicle.
  • the first embodiment can in particular allow assistance with the manual control of the attachment of a crate to the vehicle.
  • the processing unit determines (step E1) the hook position 20.
  • the determination of the position of the hook 20 is carried out every 5 ms to 250 ms, preferably 50 ms during the hooking operation.
  • the position thus determined is checked (step E2) in order to see whether it is in the slowing down zone Zr or in the stopping zone Za.
  • the check is carried out for each measurement of the position of the hook 20, therefore at the same frequency as that of the determination of the position Pc of the hook 20.
  • the processing unit is configured to check during the operation whether the position Pc of the hook 20 is located in the slowing down zone Zr or in the stopping zone Za.
  • An example of a stopping zone Za and a slowing down zone Zr is shown in figure 11 .
  • the speed of the hook 20 is intended to be lower than outside of said Zr deceleration zone.
  • the slowdown zone Zr corresponds to a slowed down maneuvering zone close to the attachment zone of the body.
  • the speed of the hook 20 is intended to be zero.
  • the Za stop zone corresponds to a crate attachment zone via the hook 20.
  • the characteristics of these slowdown Zr and stop zones Za are stored in the non-volatile memory 52 of the processing unit.
  • These parameters can be entered manually by the user or else be calculated by the system by automatic learning.
  • automatic learning the user must manually align the hook and the ring of the crate. Once the alignment position has been reached, the user triggers the storage of this position in the non-volatile storage unit 52, in the form of a stopping zone and a slowing down zone whose center is the position current hook, which corresponds to the position of the body ring.
  • the initialization phase takes place once per cash register type. By recalling the parameters stored during this phase, the user can carry out coupling maneuvers (steps E1 - E2 - E5 - E3 - E4) for the same type of body without having to reinitialize the system.
  • the user must be able to memorize or select different stop zones in the system, corresponding to various checkout configurations.
  • Verification makes it possible to verify, during the hooking operation, that the hook has reached the stopping zone allowing the arm to hook the crate to the hook 20.
  • the slowing down zone Zr and the stopping zone Za can consist of substantially circular and concentric zones.
  • the stopping zone Za can have a radius smaller than the radius of the slowing down zone Zr, so that the slowing down zone Zr extends all around the stopping zone Za.
  • the Zr deceleration and Za stop zones are adapted so that the hook 20 during loading/unloading first enters the Zr deceleration zone, the speed of the hook 20 then being reduced, then secondly in the stop zone Za, the speed of the hook 20 then being cancelled.
  • the stopping zone Za can be a substantially circular zone of a few centimeters in radius. It is important to speak of a stopping zone, and not of a stopping position, as the arm control chain is not necessarily capable of reaching a fixed position in a stable manner. This is due to the effects of inertia during the movement of the constituent metal parts of the arm, as well as the latency created by the reading of the positions measured by the sensors, and by the electronic and/or hydraulic control chain.
  • the stopping zone In the case of the use of a sufficiently precise regulation system, of the proportional control type, with servo-control and Proportional, Integrator, Differentiator corrector, it is possible for the stopping zone to become a circular zone of a few millimeters in radius. , or even a point. If the stopping zone is a point, it corresponds to a target position of the hook in the reference XOY.
  • a signal for the attention of the operator can be generated (step E3).
  • a signal can be visual or audible.
  • the position of the hook is measured in several ways depending on the configuration of the arm as described previously. In the case of the configurations of figures 1 and 2 , the position of the hook is given by the relation Pc above, the determination of the position of the hook comprising the measurement E11 of the angle a and possibly of the angle in the case of the configurations of the figures 3 and 4 , the position of the hook is given by the relation Pc' above, the determination of the position of the hook comprising the measurement E12 of the angle a, of the angle c and possibly of the angle b.
  • This indication means that the arm is in a position allowing the crate to be gripped by the hook.
  • the maneuvering speed may be automatically limited (step E5) at the end of the movement when the hook is located in the slowdown zone.
  • the slowing down zone begins between 50 cm and 150 cm from the stopping zone Za, preferably at approximately one meter from the stopping zone Za.
  • the slowdown zone Zr preferably has a radius of between 50 cm and 1.5 m, preferably of approximately 1 m.
  • the processing unit can be configured to limit the speed of the arm when the measured position is in the deceleration zone Zr, and to block the arm when the measured position is in the stopping zone Za, the attachment of the hook 20 to the gripping member of the body then being reached.
  • the first embodiment can also allow automatic control of the attachment of a box to the vehicle.
  • the system controls the various cylinders of the arm simultaneously or else successively, with the aim of bringing the hook 20 inside the stopping zone Za.
  • the role of the user is limited to starting or stopping the automatic operation of the arm.
  • a collision risk zone Zrc is determined (step E03), the collision risk zone Zrc corresponding to a zone in which the body or the hook 20 has a risk of mechanical collision with the truck or arm during the crate loading operation.
  • the collision risk zone Zrc can be defined via characteristics such as coordinates or corners, and corresponds to a zone in which the hook 20 must not be located. The characteristics of this zone at risk of collision Zrc are advantageously stored in the non-volatile memory 52 of the maneuvering system. An example of a Zrc collision risk zone is illustrated in figure 12 and 15 .
  • the non-volatile memory of the maneuvering system may contain the characteristics of different collision risk zones in the system, corresponding to various body configurations. The user must be able to select the appropriate parameters for the cash register he wants to load.
  • a specific marking barcode, QR code, etc.
  • RFID identification system
  • the configuration of the box to be loaded does not correspond to any of the configurations stored in the system.
  • it is possible to provide a configuration providing for the most unfavorable conditions for handling the body (example: body of minimum length, truck wheels located at the top of the body).
  • the processing unit determines during a loading phase that the hook 20 (and therefore the arm) does not enter the collision risk zone Zrc.
  • the processing unit is thus configured to check during the loading operation whether the measured position is located inside the zone at risk of collision Zrc.
  • a signal for the attention of the operator can be generated (step E7).
  • a signal can be visual or audible.
  • the processing unit is thus configured to generate a signal indicating that the measured position is located inside the zone at risk of collision Zrc, the signal being typically audible or visual.
  • the processing unit can be configured to authorize only the movements of the arm making it possible to leave the hook from the zone at risk of collision Zrc, and to prohibit any other movement of the arm. In other words, the processing unit is configured to only authorize movements of the arm adapted to bring the hook 20 closer to an outer limit of the zone at risk of collision Zrc.
  • the position of the hook at several instants is determined (step E1) by measuring different angles and linear positions depending on the arm configuration and by implementing the steps E11, E12 described above in order to determine the position of the hook 20.
  • the processing unit checks (step E2) that each position does not belong to the zone at risk of collision.
  • an effort risk zone Zre is determined (step E03).
  • the effort risk zone Zre corresponds to an area in which there is a risk of excessive effort, that is to say liable to result in material breakage, between the box or the hook on the one hand , and the truck or the arm on the other hand during the unloading operation of the crate.
  • This effort risk zone Zre is advantageously stored in the non-volatile memory of the maneuvering system.
  • the processing unit is configured to check during the unloading operation whether the measured position Pc of the hook 20 is located inside the effort risk zone Zre.
  • An example of a Zre effort risk zone is illustrated in figure 13 .
  • the effort risk zone Zre is defined via characteristics, such as coordinates or corners, and is a zone in which it is necessary to monitor the pressure in the jack when the hook 20 is there.
  • the system must be able to memorize different effort risk zones in the system, corresponding to various body configurations.
  • the user must be able to select the appropriate parameters for the case he wants to unload.
  • the configuration of the box to be unloaded does not correspond to any of the configurations stored in the system. In this case it is possible to provide a configuration providing for the most unfavorable conditions for handling the box.
  • the processing unit determines during an unloading phase that the pressure in the cylinder must not exceed a certain limit if the hook is in the stress risk zone. effort.
  • the system can therefore comprise a unit for measuring the pressure prevailing in at least one actuator.
  • the processing unit 51 is configured to generate a signal indicating an overpressure in the cylinder when the measured position Pc of the hook 20 is located inside the risk zone.
  • force Zre and the pressure measurement unit detects overpressure in the cylinder.
  • a signal to the attention of the operator is generated (step E8).
  • Such a signal can be visual or audible.
  • the position of the hook at several instants is determined (step E1) by measuring different angles and linear positions depending on the arm configuration and by implementing the steps E11, E12 described above in order to determine the position of the hook.
  • the processing unit checks (step E2) that each position does not belong to the effort risk zone.
  • the memory contains characteristics of an opening zone of the Zoc hook, in which the hook can be opened without the risk of causing the body to fall.
  • An example of the Zoc hook opening area is shown in figure 14 .
  • the processing unit is configured to check during the unloading operation whether the measured position is within the opening zone of the Zoc hook.
  • the arm is equipped with a hook, the opening of which can be controlled by the processing unit, the processing unit being further configured to automatically open the hook when the measured position is within the zone of opening of the Zoc hook (step E9).
  • the maneuvering system makes it possible to assist in the loading of a crate onto the vehicle.
  • This loading phase follows the attachment operation.
  • This fifth embodiment can be implemented alone or in combination with the first embodiment, i.e. the hooking phase can be carried out in any way provided that the crate is attached to the arm via the hook.
  • the fifth embodiment in particular allows automatic control of the loading of a crate on the vehicle, without requiring manual intervention by a user. The role of the user is then limited to starting or stopping the automatic operation of the arm.
  • an optimal trajectory Tro is determined (step E02). This optimal trajectory Tro is advantageously stored in the non-volatile memory of the attachment aid system.
  • the optimal trajectory is in fact a succession of target positions P 1 , P 2 , P N (with N the number of points making it possible to describe the entire trajectory) of the hook that the hook of the arm must follow.
  • This optimal trajectory Tro obtained, a calculation of the various angles a, b, c and linear positions measured according to the configuration of the arm of the handling device is carried out. Thus, for each point of the optimal trajectory a combination of angles and linear positions is calculated. Each combination actually corresponds to a target hook position.
  • the processing unit automatically controls (step E6) the various jacks of the arm during a loading phase so that the hook (and therefore the arm) follows the optimal trajectory.
  • the user can interrupt the movement at any time by releasing the control of his arm.
  • the processing unit compares (step E2) each measured position with the set of target positions which correspond to the optimal trajectory Tro that the hook must follow. It then controls (step E6) the movements of the arm so that the position of the hook successively passes through each target position so that the position of the hook which is measured is slaved successively to the target positions describing the optimal trajectory Tro.
  • the optimal trajectory Tro may correspond to a trajectory located at the limit of the collision risk zone Zrc.
  • the position of the hook is determined continuously during a box loading operation.
  • the system is suitable for controlling the arm during a box loading operation so that the hook 20 follows the optimal trajectory Tro depending on the geometry of the arm and minimizing a distance Dm with the zone at risk of collision Zrc, that is to say follows the trajectory located at the limit of the collision risk zone Zrc.
  • the trajectory can therefore be determined by the system exclusively according to the characteristics of the collision zone Zrc, and the target positions of the trajectory do not necessarily need to be stored in the non-volatile memory. Only the characteristics of the collision zone Zrc must then be stored in the non-volatile memory.
  • the processing unit is further configured to control the arm so that the hook 20 follows said optimal trajectory Tro and to verify that the measured position is located outside and at a minimum distance Dm from the zone at risk of collision Zrc, c' that is to say always at the limit of the collision risk zone Zrc.
  • FIG 9 an optimal trajectory Tro in the case of an arm configuration conforming to the figure 4 .
  • a minimum distance Dm and an optimal trajectory Tro are illustrated by way of example in figure 15 .
  • the maneuvering system makes it possible to avoid the buckling of the cylinder 4 connecting the subframe to the central frame 1 ( figures 1 and 2 ) or the lifting arm 1' ( figures 3 and 4 ).
  • a configuration according to which a risk of buckling of the first pair of jacks 4 is determined in an initialization step (step E0′), a configuration according to which a risk of buckling of the first pair of jacks 4 is determined.
  • Such a configuration fixes a limit value of the angle a (between the central frame 1 and the subframe) as well as a limit pressure value from which the risk of buckling is present.
  • the processing unit controls the measurement of the angle a (step E1') and the measurement (step E2') of the pressure prevailing in the bodies of the first pair of cylinders.
  • a signal for the attention of the operator is generated.
  • Such a signal can be visual or audible.
  • a variant of this embodiment consists in controlling only the angle a from which a risk of buckling of the first pair of cylinders 4 is determined. If the angle is greater than the configured limit value, the equipped cylinder is then supplied via a specific hydraulic line containing a pressure limiter. In this configuration, it may be possible to provide a signal for the attention of the operator, if the angle is greater than the configured limit value and if the pressure measured is equal to the maximum pressure allowed by the pressure limiter. Such a signal can be visual or audible.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE
  • L'invention concerne le domaine des dispositifs de manutention équipant le châssis d'un véhicule pour le chargement et le déchargement d'une caisse amovible. De tels dispositifs sont connus par exemple de WO 2017/108764 A1 , US 2011/196623 A1 et EP 3 141 420 A1 .
  • Elle concerne plus particulièrement l'aide à la manoeuvre d'un tel dispositif au cours du chargement ou déchargement d'une caisse.
  • Un tel dispositif comprend un bras articulé sur le châssis d'un véhicule notamment d'un camion, le bras est terminé par un crochet disposé à son extrémité libre susceptible de coopérer avec un anneau solidaire de l'avant d'une caisse pour prendre cette caisse au sol et la déposer sur le châssis du véhicule et inversement prendre la caisse sur le châssis et le déposer sur le sol ou éventuellement sur une remorque.
  • Un tel dispositif est difficile à manœuvrer notamment lorsqu'il s'agit de récupérer une caisse, en raison du manque de visibilité vers l'arrière du véhicule et la nécessité d'aligner avec précision le crochet du bras par rapport à l'anneau de la caisse.
  • En outre, la manoeuvre d'un tel dispositif n'est pas sans risque pour le camion ou le bras lors des manoeuvres de chargement ou déchargement : risque de collision entre la caisse et l'arrière du camion, risque d'effort trop important entre la caisse et le camion etc.
    • PRESENTATION DE L'INVENTION
  • Au moins un but de l'invention est d'assister l'utilisateur lors de la manoeuvre ou bien d'automatiser la manœuvre d'un dispositif de manutention tel que présenté ci-dessus.
  • A ce titre, l'invention propose selon un premier aspect un système de manœuvre d'un dispositif de manutention destiné à équiper le châssis d'un véhicule pour le chargement et le déchargement d'une caisse ; ledit dispositif de manutention comprenant un bras constitué d'un faux-châssis, d'un châssis central articulé sur le faux-châssis et d'au moins un élément mobile lié directement ou indirectement au châssis central, un élément mobile étant pourvu à son extrémité libre d'un crochet adapté pour venir en prise avec un organe de préhension tel qu'un anneau solidaire de l'avant de la caisse, ledit système comprenant :
    • un ensemble d'un ou plusieurs capteurs parmi un capteur angulaire et/ou un inclinomètre et/ou un capteur linéaire et/ou un capteur de position, le(s) capteur(s) étant configuré(s) pour effectuer respectivement une mesure d'angle et/ou d'inclinaison et/ou de course et/ou de position en continu au cours d'une manipulation du bras ;
    • une unité de traitement configurée pour déterminer la position du crochet (20) en continu au cours de la manipulation du bras, à partir d'une ou plusieurs mesure(s) effectuée(s) par l'ensemble d'un ou plusieurs capteurs, la position du crochet correspondant à une position cartésienne du crochet dans un repère XOY, le repère XOY ayant comme axe des abscisses un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et comme axe des ordonnées un axe orienté vers le haut ;
    • une mémoire non volatile adaptée pour stocker des caractéristiques d'au moins une zone d'intérêt définie dans le repère XOY ;
    l'unité de traitement étant en outre configurée pour vérifier en continu au cours de la manipulation du bras si la position du crochet déterminée se trouve à l'intérieur de l'au moins une zone d'intérêt. Selon l'invention, la mémoire non volatile comprend les caractéristiques de deux zones correspondant à :
    • une zone de ralentissement, dans laquelle la vitesse du crochet est destinée à être ralentie par rapport à une vitesse du crochet en dehors de ladite zone de ralentissement au cours d'une opération d'accrochage de la caisse par l'intermédiaire du crochet, l'unité de traitement étant configurée pour limiter la vitesse du crochet lorsque la position du crochet se situe dans la zone de ralentissement, et
    • une zone d'arrêt, dans laquelle la vitesse du crochet est destinée à être nulle au cours d'une opération d'accrochage de la caisse par l'intermédiaire du crochet, l'unité de traitement étant configurée pour bloquer le bras lorsque la position du crochet se situe dans la zone d'arrêt.
  • L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :
    • la mémoire non volatile contient des caractéristiques d'une zone à risque de collision, dans laquelle la caisse ou le crochet a un risque de collision mécanique avec le camion ou le bras au cours de l'opération de chargement de la caisse ;
    • au cours d'une opération chargement de la caisse, l'unité de traitement est configurée pour générer un signal indiquant que la position mesurée du crochet se situe à l'intérieur de la zone à risque de collision, le signal étant typiquement sonore ou visuel ;
    • l'unité de traitement est configurée pour, lorsque la position du crochet se situe dans la zone à risque de collision au cours d'une opération chargement de la caisse :
      • ∘ autoriser uniquement les mouvements du bras adaptés pour rapprocher le crochet d'une limite de la zone à risque de collision,
      • ∘ interdire tout autre mouvement du bras;
    • la mémoire non volatile contient les caractéristiques d'une zone à risque d'effort, dans laquelle il y a un risque d'effort trop important, c'est-à-dire susceptible de résulter en une casse matérielle, entre la caisse ou le crochet d'une part, et le camion ou le bras d'autre part, au cours d'une opération de déchargement de la caisse ;
    • le système comprend une unité de mesure de la pression régnant dans au moins un vérin, et au cours d'une opération de déchargement de la caisse, l'unité de traitement est configurée pour générer un signal indiquant une surpression dans le vérin lorsque que la position mesurée du crochet se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort et que l'unité de mesure de la pression détecte une surpression dans le vérin, le signal étant typiquement sonore ou visuel ;
    • l'unité de traitement est configurée pour interdire tout mouvement du bras en cas de surpression dans le vérin alors que la position mesurée du crochet se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort ;
    • la mémoire non volatile contient les caractéristiques d'une zone d'ouverture de crochet, dans laquelle le crochet peut être ouvert sans risque de faire tomber la caisse au cours d'une opération de déchargement de la caisse ;
    • l'unité de traitement est configurée pour piloter automatiquement l'ouverture du crochet lorsque la position mesurée du crochet au cours d'une opération de déchargement de la caisse se situe à l'intérieur de la zone d'ouverture de crochet ;
    • le système est adapté pour piloter le bras au cours d'une opération de chargement de la caisse de manière à ce que le crochet suive une trajectoire optimale dépendant de la géométrie du bras et minimisant la distance avec la zone à risque de collision, l'unité de traitement étant en outre configurée pour commander le bras afin que le crochet suive ladite trajectoire optimale et pour vérifier que la position mesurée se situe en dehors et à distance minimale de la zone à risque de collision ;
    • au cours d'une opération d'accrochage de la caisse, l'unité de traitement est configurée pour générer un signal indiquant que la position mesurée du crochet se situe à l'intérieur de la zone d'arrêt, le signal étant typiquement sonore ou visuel ;
    • la zone de ralentissement s'étend tout autour de la zone d'arrêt, et l'unité de traitement est configurée pour piloter automatiquement le bras afin que le crochet atteigne la zone d'arrêt en passant par la zone de ralentissement ;
    • le châssis central fait un angle a avec le faux-châssis, la potence faisant un angle b avec le châssis central, l'unité de traitement étant configurée pour déterminer la position Pc du crochet en fonction de l'angle a et de l'angle b, dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut, ladite position du crochet Pc=(Xc, Yc) étant dans ce repère : Xc = L 1 * cos a + L 2 * cos a + b + X 10
      Figure imgb0001
       Yc = L 1 * sin a − L 2 * sin a + b + Y 10
      Figure imgb0002
       avec
      • ∘ (X10, Y10) = Coordonnées de l'axe de rotation entre le châssis et le faux-châssis dans le repère ;
      • ∘ (Xc,Yc) = Coordonnées du centre du crochet dans le repère ;
      • ∘ L1 = longueur entre l'axe de rotation entre le châssis central et le faux-châssis et l'origine de l'angle b ;
      • ∘ L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet ;
    • le système comprend en outre une potence en deux parties, une première partie formant un ange c avec le châssis central et une deuxième partie formant un angle b avec la deuxième partie, la position du crochet Pc' étant fonction de l'angle a, l'angle b et l'angle c dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut, ladite position du crochet PC'=(Xc', Yc') étant dans ce repère X C ′ = L 1 ′ * cos a − L 1 * cos a + c + L 2 * cos a + b + c + X 10
      Figure imgb0003
       Y C ′ = L 1 ′ * sin a − L 1 * sin a + c + L 2 * sin a + b + c + Y 10
      Figure imgb0004
       avec
      • ∘ (X10, Y10) = Coordonnées de l'axe de rotation entre le châssis et le faux-châssis dans le repère ;
      • ∘ = Coordonnées du centre du crochet dans le repère
      • ∘ L1' = longueur entre l'axe de rotation entre le châssis central et le faux-châssis dans le repère et l'origine de l'angle c ;
      • ∘ L1 = longueur entre les origines des angles c et b ;
      • ∘ L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet.
    PRESENTATION DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • les figures 1 à 4 illustrent plusieurs configurations de bras de manutention pour lequel un système d'aide à la manoeuvre est implémenté.
    • la figure 5 illustre un système d'aide à la manoeuvre conforme à l'invention ;
    • les figures 6 et 7 illustrent les cinématiques des bras des figures 1 à 4 ;
    • la figure 8 illustre des étapes mises en oeuvre par un système d'aide conforme à l'invention ;
    • la figure 9 illustre un déplacement d'un bras de manutention dont la manoeuvre est aidée au moyen d'un système d'aide conforme à l'invention ;
    • la figure 10 illustre des étapes mises en oeuvre par un système d'aide conforme à l'invention ;
    • les figures 11 à 15 illustrent des zones d'intérêt d'un système d'aide à la manoeuvre conforme à l'invention.
    • la figure 16 illustre des étapes mises en oeuvre par un système d'aide conforme à l'invention ;
    Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • Dans ce qui suit, en relation avec les figures 1 à 4, on considère un véhicule V, constitué par un camion, dont le châssis CH supporte un faux-châssis FCH, un bras hydraulique constitué selon les cas de un à quatre éléments mobiles liés directement ou indirectement à un châssis central 1 supporté par le faux-châssis.
  • Sur la figure 1 , le bras est en deux parties et comprend le châssis central 1 dont une extrémité est articulée autour d'un axe 10 au faux châssis FCH et dont l'autre extrémité est articulée à une potence 2.
  • La potence 2 est mobile par rapport au châssis central 1 selon une liaison glissière (non représentée), dans l'axe longitudinal x1 du châssis central 1, et la potence 2 fait toujours un angle fixe de 90° avec le châssis central 1. En outre, la potence 2 est pourvue à son extrémité libre d'un crochet 20 susceptible de coopérer avec un organe de préhension approprié tel qu'un anneau AN solidaire de l'avant d'un conteneur CT reposant sur une surface de préférence le sol S.
  • Le crochet 20 peut être un crochet pneumatique adapté pour être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture par un actionneur. Le crochet 20 est adapté pour pouvoir dans la position de fermeture être fixé sur l'organe de préhension de sorte que l'organe de préhension est solidaire du crochet, et pour pouvoir dans la position d'ouverture libérer l'organe de préhension.
  • Le châssis central 1 est articulé par rapport au faux-châssis FCH selon un angle a variable selon une liaison du type pivot transversal.
  • En outre, la distance relative selon l'axe x1 entre la potence 2 et le châssis central 1 est variable du fait de la liaison glissière entre ces deux éléments.
  • Sur la figure 2 , le bras est en trois parties et comprend le châssis central 1 et une potence articulée 2' ainsi qu'une potence horizontale 3.
  • Comme pour la configuration de la figure 1, le châssis central 1 est articulé par rapport au faux-châssis FCH selon un angle a variable selon une liaison du type pivot transversal.
  • En outre, la potence horizontale 3 est mobile par rapport au châssis central 1 selon une liaison glissière (non représentées) dans l'axe longitudinal x1 du châssis central 1.
  • La potence horizontale 3 fait un angle b variable avec la potence articulée 2' selon une liaison du type pivot transversal.
  • A la différence avec la figure 1, l'angle b est dans cette configuration variable.
  • Sur la figure 3 , le bras est en deux parties et comprend le châssis central 1 avec une potence 2'' qui possède une géométrie différente des potences des figures 1 et 2. Sur la figure 3, la potence 2'' est en forme de coude (elle comprend une première partie 21'' et une deuxième partie 22'' en angle droit avec la première partie 22') qui forme un angle c variable avec le châssis central 1.
  • La potence 2'' en forme de coude est articulée par rapport au châssis central 1.
  • Sur la figure 4 , le bras est en trois parties et comprend le châssis central 1, une potence articulée 2' (identique à celle de la figure 2) et une potence horizontale 3. La potence articulée 2' forme un angle b variable avec la potence horizontale 3 et la potence horizontale 3 forme un angle c avec le châssis central.
  • Sur les configurations 1 et 2, la potence 2 et la potence horizontale 3 sont articulées par rapport au châssis central 1 au moyen d'un vérin à double effet (non représenté) situé à l'intérieur de la glissière. Le corps de ce vérin est articulé au châssis central 1. La tige de ce vérin est articulée à la potence ou à la potence horizontale 3.
  • Sur les configurations des figures 1 à 4, le châssis central 1 est articulé au faux châssis FCH au moyen d'une première paire de vérins 4 à double effet. Le corps 4 de ces vérins est articulé au faux châssis par un axe 400. En outre la tige 41 de ces vérins est articulée au châssis central par un axe 401.
  • Sur les configurations des figures 2 et 4, la potence 2 est articulée à la potence horizontale 3 au moyen d'un vérin à double effet. Le corps de ce vérin est articulé à la potence horizontale 3. La tige de ce vérin est articulée à la potence 2.
  • Sur les configurations des figures 3 et 4, la potence 2" en forme de coude ou bien la potence horizontale 3 sont articulées par rapport au châssis central 1 au moyen de un ou deux vérins 4' à double effet. Sur ces figures, la tige 4' de ces vérins est articulée au châssis central 1 par un axe 401'. En outre, le corps 40' de ce(s) vérin(s) est articulé à la potence 2" en forme de coude ou bien à la potence horizontal 3 par un axe 400'.
  • Afin d'aider à la manipulation d'un dispositif de manutention, tel que présenté ci-dessus, notamment au cours d'une phase d'accrochage de la caisse au bras et/ou au cours d'une phase de chargement et/ou de déchargement de la caisse accrochée sur le véhicule, un système de manoeuvre d'un dispositif de manutention est configuré pour coopérer avec un tel bras.
  • Le système de manœuvre peut permettre l'implémentation de fonctions d'assistance au pilotage manuel ou de pilotage automatique pour les opérations d'accrochage et/ou de chargement et/ou de déchargement de la caisse. Lors d'une assistance au pilotage manuel, les éléments du dispositif sont actionnés manuellement par un utilisateur. Lors d'un pilotage automatique, l'action d'un utilisateur n'est pas nécessitée pour les opérations d'accrochage et/ou de chargement et/ou de déchargement de la caisse.
  • La figure 5 illustre schématiquement un système 50 de manoeuvre d'un bras qui est de préférence disposé dans la cabine du camion ou sur le faux châssis de du bras. L'interface utilisateur de pilotage 53 est située de préférence en cabine ou bien à proximité des outils visant à manoeuvrer le dispositif de manutention.
  • Un tel système d'aide comprend notamment une unité 51 de traitement (par exemple un processeur) connectée à une ou plusieurs unité(s) de mesure M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 de différents paramètres caractéristiques d'une position du bras.
  • Le système comprend un ensemble d'un ou plusieurs capteurs parmi un capteur angulaire et/ou un inclinomètre et/ou un capteur linéaire et/ou un capteur de position, le(s) capteur(s) étant configuré(s) pour effectuer respectivement une mesure d'angle et/ou d'inclinaison et/ou de course et/ou de position en continu au cours d'une manipulation du bras.
  • Le système comprend, en outre une unité 52 de stockage de préférence non-volatile configurée pour mémoriser un certain nombre de paramètres utiles pour mettre en oeuvre le système de manoeuvre du bras. Par exemple, l'unité 52 de stockage peut mémoriser des coordonnées et des dimensions de zones définies, des dimensions d'éléments bras, du camion, d'au moins une caisse, etc.
  • L'unité 51 de traitement est notamment configurée pour mettre en œuvre un certain nombre d'étapes pour manoeuvrer le bras.
  • En outre, le système de manoeuvre peut comprendre une interface de réglage 54 utilisateur permettant à un opérateur ou à l'installateur du système d'entrer certains paramètres nécessaires à la configuration du système. Une telle interface de réglage 54 est par exemple constituée d'un clavier et d'un écran ainsi qu'éventuellement d'un haut-parleur.
  • Le bras est piloté manuellement par l'utilisateur via l'interface de pilotage 53, le système fournissant alors une assistance. En variante, le pilotage est automatique et nécessite uniquement un signal de lancement/arrêt par utilisateur via l'interface de pilotage 53. L'interface de pilotage 53 peut être sans fil ou avec fil. L'interface de pilotage 53 peut par exemple comprendre une unité de pilotage à distance sans fil, et/ou un joystick, et/ou un écran tactile, et/ou une manette et/ou des indicateurs sonores ou visuels (non représentés).
  • Comme cela va être détaillé, le système de manœuvre utilise la position mesurée du bras et/ou du crochet mesurée en continu au cours de la manipulation du bras.
  • Pour déterminer une telle position, le système de manœuvre utilise selon les cas des mesures des différents angles a, b, c fonction de la configuration du bras (voir ci-dessus), ainsi que la mesure de la course ou bien de la position de la glissière (figures 1 et 2). A ce titre, le système de manœuvre coopère, selon les cas, avec une première unité de mesure M1 configurée pour mesurer l'angle a, une deuxième unité de mesure M2 configurée pour mesurer l'angle b, une troisième unité de mesure M3 configurée pour mesurer l'angle c, une quatrième unité de mesure M4 (optionnelle) pour mesurer la course de la glissière ou une unité de mesure alternative M4' (optionnelle) pour mesurer la position de la glissière.
  • Dans le cas où cette unité de mesure M4 n'est pas présente, la glissière est maintenue fixe en position complètement rétractée dans le châssis central 1, lors des manœuvres de chargement et déchargement. On peut s'assurer alors que la glissière est complètement réfractée via le capteur de position M4' (optionnel). La course de la glissière et alors constante et de valeur connue.
  • En outre une cinquième unité de mesure M0 (optionnelle) permet de mesurer un angle de référence pour les autres unités de mesure. Cette cinquième unité de mesure M0 est donc disposée sur le châssis CH.
  • La première unité de mesure M1 et/ou la deuxième unité de mesure M2 et/ou la troisième unité mesure M3 et/ou la cinquième unité de mesure M0 sont par exemple des capteurs angulaires ou des inclinomètres. La quatrième unité de mesure M4 est par exemple un capteur linéaire qui permet de mesurer la course de la glissière dans le cas de la configuration de la figure 1 ou 2 (potence horizontale 3 mobile par rapport au châssis central 1 selon un axe longitudinal x2 du châssis central 1). L'unité de mesure M5' est par exemple un capteur de position.
  • La cinquième unité de mesure M0 est surtout utilisée dans le cas où au moins un inclinomètre constitue une unité de mesure. Dans le cas d'utilisation de capteurs angulaires, l'unité de mesure M0 est optionnelle.
  • Dans le cas d'inclinomètres, les unités de mesures sont disposées sur tout ou partie des éléments suivants
    • figure 1 : faux-châssis FCH et châssis central 1 ;
    • figure 2 : faux châssis FCH, cassis central 1 et potence articulée 2' ;
    • figure 3 : faux-châssis FCH, châssis central 1, potence 2'' en forme de coude ;
    • figure 4 : faux-châssis FCH, châssis central 1, potence horizontale 3, potence articulée 2'.
  • Dans le cas de capteurs angulaires, les unités de mesures sont disposées sur tout ou partie des axes de rotation des éléments formant les différents angles à mesurer : par exemple l'axe 10 pour ce qui est de l'angle a.
  • En outre, les courses des différentes glissières (figures 1 et 2) sont mesurées par des capteurs linéaires. Dans ce cas, l'unité de mesure est disposée sur l'élément suivant : vérin à l'intérieur de la glissière, cela afin de mesurer la course de la glissière.
  • Dans le cas des figures 1 et 2 et comme illustré sur la figure 6 , la position du crochet 20 à un instant donné est fonction de l'angle a et de l'angle b dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut.
  • La position du crochet correspond à la position cartésienne du crochet dans le repère XOY. Au cours de la manoeuvre, la position du crochet est donc variable dans les deux dimensions du repère XOY. La position du crochet est constante dans la troisième dimension, qui est la dimension transversale, orientée selon un axe Z perpendiculaire aux axes X et Y. En effet, les liaisons glissières sont disposés dans le repère XOY, et les liaisons pivot sont de type transversales. Ainsi, une modification de longueur via une liaison glissière et/ou d'angle via une liaison pivot entraîne une modification de la position cartésienne du crochet dans le repère XOY.
  • La position cartésienne du crochet dans le repère XOY est déterminée à partir de calculs trigonométriques effectués sur les valeurs de sortie des capteurs du système de manoeuvre, qui peuvent être par exemple des capteurs angulaires ou linéaires.
  • Le fait de déterminer la position du crochet dans un repère cartésien XOY permet à l'utilisateur de définir les zones d'intérêt (zone d'arrêt, zone de ralentissement, zone d'ouverture du crochet, zone à risque de collision, zone à risque d'effort) dans ce même repère cartésien. Une telle définition de zones d'intérêt serait très difficilement possible via un système qui ne ferait pas intervenir de calculs trigonométriques mais se contenterait des valeurs en sortie des capteurs.
  • Les calculs trigonométriques permettent de déterminer la position cartésienne du crochet à partir de la configuration des diverses articulations, liaisons glissières ou pivots, du bras de levage.
  • Dans ce repère XOY, la position du crochet Pc=(Xc, Yc) est : Xc = L 1 * cos a + L 2 * cos a + b + X 10
    Figure imgb0005
     Yc = L 1 * sin a − L 2 * sin a + b + Y 10
    Figure imgb0006
     avec
    • (X10, Y10) = Coordonnées de l'axe de rotation 10 dans le repère ;
    • (Xc,Yc) = Coordonnées du centre du crochet dans le repère ;
    • L1 = longueur entre l'axe de rotation 10 et l'origine de l'angle b (longueur qui correspond à la somme de la longueur du châssis central et de la longueur sortie de la potence 2 (fig1) ou de potence horizontale 3 (fig2)) ;
    • L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet (longueur qui correspondant sensiblement à la longueur de la potence 2).
  • Dans le cas des figures 3 et 4 et comme illustré sur la figure 7 , la position du crochet 20 à un instant donné est fonction de l'angle a, de l'angle b et de l'angle c dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut.
  • Dans ce repère la position du crochet PC'=(Xc', Yc') est X C ′ = L 1 ′ * cos a − L 1 * cos a + c + L 2 * cos a + b + c + X 10
    Figure imgb0007
     Y C ′ = L 1 ′ * sin a − L 1 * sin a + c + L 2 * sin a + b + c + Y 10
    Figure imgb0008
     avec
    • (X10, Y10) = coordonnées de l'axe de rotation 10 dans le repère XOY ;
    • (Xc',Yc') = coordonnées du centre du crochet dans le repère
    • L1' = longueur entre l'axe de rotation 10 et l'origine de l'angle c (longueur qui correspond à la longueur du châssis central 1) ;
    • L1 = longueur entre les origines des angles c et b (longueur qui correspond à la longueur de première partie 21" partie du coude de la potence 2" qui s'étend depuis le châssis central 1 sur la figure 3 ou bien à la longueur de la potence horizontale 3 sur la figure 4) ;
    • L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet (longueur qui correspond sensiblement à la longueur de la deuxième partie 22" la potence 2" qui s'étend vers le crochet sur la figure 3 ou bien à la longueur de la potence horizontale 3 sur la figure 4).
  • En variante, le système de manoeuvre peut utiliser, pour déterminer la trajectoire du crochet et/ou du bras, la course de sortie des vérins 4, 4', potence en mesurant notamment la sortie des tiges 41, 41, potence au moyen de quatrième, cinquième et sixième unités de mesure M5, M6, M7. Ces unités de mesures sont par exemple des capteurs de position linéaires disposés sur tout ou partie des éléments suivants : vérin 4/41, vérin 4'/40', vérin potence articulée
  • Selon plusieurs modes de réalisation qui vont être décrits en relation avec les figures 8 , 9 , 10 et 16 , le système de manoeuvre va, au cours d'une manœuvre du bras déterminer (étape E1) à plusieurs instants au cours de cette manœuvre la position du crochet et vérifier (étape E2) si cette position se situe dans une zone d'intérêt. Les caractéristiques de la zone d'intérêt, telles que ses coordonnées et/ou ses dimensions, sont stockées dans une mémoire non volatile du système. Le système de manœuvre peut déterminer la position cartésienne du crochet à plusieurs instants ponctuels, ou en continu lors de la manœuvre. La mémoire non volatile 52 est adaptée pour stocker des caractéristiques de l'au moins une zone d'intérêt définie dans le repère XOY ;
  • Une zone d'intérêt peut être une surface présentant diverses formes et dimensions. Une zone d'intérêt peut par exemple être en forme de polygone, d'ellipse ou de cercle. Une zone d'intérêt peut également être réduite à un point, la zone d'intérêt correspondant alors à une position cible. Les caractéristiques des zones d'intérêt, telles que leurs coordonnées et/ou leurs dimensions, par exemple les coordonnées des coins, les coordonnées des centres, les rayons, etc., sont également définies dans le repère XOY.
  • Ainsi, il est possible de définir une ou plusieurs zones d'intérêt différentes, telles que :
    • une zone à risque de collision Zrc,
    • une zone à risque d'effort Zre,
    • une zone d'ouverture crochet Zoc,
    • une zone de ralentissement Zr,
    • une zone d'arrêt Za.
  • Selon un premier mode de réalisation, le système de manoeuvre permet d'aider à l'accrochage d'une caisse d'un véhicule. Le premier mode de réalisation peut permettre en particulier une assistance au pilotage manuel de l'accrochage d'une caisse sur le véhicule.
  • A ce titre, et donc afin d'aider à l'accrochage de la caisse, au cours d'une opération d'accrochage (au cours de laquelle un opérateur commande le bras), l'unité de traitement détermine (étape E1) la position du crochet 20.
  • La détermination de la position du crochet 20 est effectuée toutes les 5 ms à 250 ms, de préférence 50 ms au cours de l'opération d'accrochage.
  • La position ainsi déterminée est vérifiée (étape E2) afin de voir si elle se trouve dans la zone de ralentissement Zr ou dans la zone d'arrêt Za. La vérification s'effectue pour chaque mesure de la position du crochet 20 donc à la même fréquence que celle de la détermination de la position Pc du crochet 20. L'unité de traitement est configurée pour vérifier au cours de l'opération si la position Pc du crochet 20 se situe dans la zone de ralentissement Zr ou dans la zone d'arrêt Za. Un exemple de zone d'arrêt Za et de zone de ralentissement Zr est illustré en figure 11.
  • Dans la zone de ralentissement Zr, la vitesse du crochet 20 est destinée à être plus faible qu'en dehors de ladite zone de ralentissement Zr. La zone de ralentissement Zr correspond à une zone de manoeuvre ralentie à proximité de la zone d'accrochage de la caisse.
  • Dans la zone d'arrêt Za, la vitesse du crochet 20 est destinée à être nulle. La zone d'arrêt Za correspond à une zone d'accrochage de la caisse par l'intermédiaire du crochet 20.
  • Les caractéristiques de ces zones de ralentissement Zr et d'arrêt Za sont stockées dans la mémoire non volatile 52 de l'unité de traitement.
  • En outre, les caractéristiques de ces zones sont de préférence paramétrées au cours d'une phase d'initialisation (étape E01). Les caractéristiques de ces zones de ralentissement Zr et d'arrêt Za dépendent de plusieurs paramètres :
    • La hauteur de l'anneau de la caisse. Les paramètres relatifs à la caisse sont pour la plupart normalisés selon le pays : par exemple pour la norme française NFR 17-108 la hauteur de l'anneau de caisse est 1425 mm.
    • La hauteur de l'essieu du camion sur lequel le bras est agencé. La hauteur de l'essieu étant en général variable car régulée par l'électronique du camion, le système peut être capable de commander la désactivation de cette régulation afin d'obtenir une hauteur fixe et connue ;
    • La hauteur relative entre les roues du camion et le sol où est posée la caisse.
  • Ces paramètres peuvent être entrés manuellement par l'utilisateur ou bien être calculés par le système par apprentissage automatique. Par apprentissage automatique, l'utilisateur doit aligner manuellement le crochet et l'anneau de la caisse. Une fois la position d'alignement atteinte, l'utilisateur déclenche la mémorisation de cette position dans l'unité de stockage non volatile 52, sous forme d'une zone d'arrêt et d'une zone de ralentissement dont le centre est la position actuelle du crochet, qui correspond à la position de l'anneau de la caisse.
  • La phase d'initialisation a lieu une unique fois par type de caisse. En rappelant les paramètres mémorisés lors de cette phase, l'utilisateur peut réaliser des manoeuvres d'accrochage (étapes E1 - E2 - E5 - E3 - E4) pour le même type de caisse sans avoir à réinitialiser le système.
  • L'utilisateur doit pouvoir mémoriser ou sélectionner différentes zones d'arrêt dans le système, correspondantes à diverses configurations de caisse.
  • La vérification (étape E2) permet de vérifier au cours de l'opération d'accrochage l'atteinte par le crochet de la zone d'arrêt permettant au bras d'accrocher la caisse au crochet 20.
  • La zone de ralentissement Zr et la zone d'arrêt Za peuvent consister en des zones sensiblement circulaires et concentriques. La zone d'arrêt Za peut présenter un rayon inférieur au rayon de la zone de ralentissement Zr, de sorte que la zone de ralentissement Zr s'étend tout autour de la zone d'arrêt Za. Ainsi, les zones de ralentissement Zr et d'arrêt Za sont adaptées pour que le crochet 20 pendant le chargement/déchargement pénètre en premier lieu dans la zone de ralentissement Zr, la vitesse du crochet 20 étant alors diminuée, puis en second lieu dans la zone d'arrêt Za, la vitesse du crochet 20 étant alors annulée.
  • Typiquement, la zone d'arrêt Za peut être une zone sensiblement circulaire de quelques centimètres de rayon. Il est important de parler de zone d'arrêt, et non de position d'arrêt, la chaine de commande du bras n'étant pas forcément capable d'atteindre de manière stable une position fixe. Cela en raison des effets d'inertie lors du mouvement des pièces en métal constituantes du bras, ainsi que de la latence créée par la lecture des postions mesurées par les capteurs, et par la chaine de commande électronique et/ou hydraulique.
  • Dans le cas de l'utilisation d'un système de régulation suffisamment précis, du type commande proportionnelle, avec asservissement et correcteur Proportionnel, Intégrateur, Dérivateur, il est possible de que la zone d'arrêt devienne une zone circulaire de quelque millimètre de rayon, voire un point. Dans le cas où la zone d'arrêt est un point, elle correspond à une position cible du crochet dans le repère XOY.
  • Lorsque la position mesurée se situe dans la zone d'arrêt, on peut prévoir qu'un signal à l'attention de l'opérateur soit généré (étape E3). Un tel signal peut être visuel ou sonore. La position du crochet est mesurée de plusieurs manières en fonction de la configuration du bras comme décrit précédemment. Dans le cas des configurations des figures 1 et 2, la position du crochet est donnée par la relation Pc ci-dessus, la détermination de la position du crochet comprenant la mesure E11 de l'angle a et éventuellement de l'angle dans le cas des configurations des figures 3 et 4, la position du crochet est donnée par la relation Pc' ci-dessus, la détermination de la position du crochet comprenant la mesure E12 de l'angle a, de l'angle c et éventuellement de l'angle b.
  • On peut également prévoir que le système bloque (étape E4) automatiquement le mouvement du crochet et donc du bras lorsque la position du crochet se situe dans la zone d'arrêt.
  • Cette indication signifie que le bras est dans une position permettant de saisir la caisse par le crochet.
  • En outre, la vitesse de manoeuvre peut-être automatiquement limitée (étape E5) à la fin du mouvement lorsque le crochet se situe dans la zone de ralentissement. Cela afin de pouvoir anticiper et atteindre sans la dépasser la zone d'arrêt. De manière avantageuse, la zone de ralentissement commence entre 50 cm et 150 cm de la zone d'arrêt Za, de préférence à environ un mètre de la zone d'arrêt Za. La zone de ralentissement Zr présente de préférence un rayon compris entre 50 cm et 1,5 m, de préférence d'environ 1m.
  • L'unité de traitement peut être configurée pour limiter la vitesse du bras lorsque la position mesurée se situe dans la zone de ralentissement Zr, et pour bloquer le bras lorsque la position mesurée se situe dans la zone d'arrêt Za, la zone d'accrochage du crochet 20 à l'organe de préhension de la caisse étant alors atteinte.
  • Le premier mode de réalisation peut également permettre un pilotage automatique de l'accrochage d'une caisse sur le véhicule.
  • Dans ce cas, le système contrôle les différents vérins du bras de manière simultanée ou bien de manière successive, dans le but d'amener le crochet 20 à l'intérieur de la zone d'arrêt Za. Le rôle de l'utilisateur se limite à démarrer ou bien stopper la manoeuvre automatique du bras.
  • On peut également prévoir une zone de ralentissement concentrique à la zone d'arrêt, le système étant configuré pour ralentir automatiquement lorsque le crochet se trouve dans cette zone.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, complémentaire ou indépendant à un ou plusieurs mode(s) de réalisation ci-dessus décrit, le système de manoeuvre permet d'éviter que le crochet 20, au cours d'une opération de chargement et/ou de déchargement de la caisse, ne pénètre dans une zone à risque de collision Zrc, notamment lorsque cette opération de chargement est effectuée manuellement. En effet, au cours de cette manœuvre, l'utilisateur peut commander un mouvement qui mette l'anneau dans la zone à risque de collision ce qui peut provoquer une collision entre
    • le crochet et l'arrière du véhicule ;
    • le crochet et le faux châssis FCH ;
    • la caisse et l'arrière du véhicule ;
    • la caisse et le faux-châssis FCH.
  • Dans une phase d'initialisation, une zone à risque de collision Zrc est déterminée (étape E03), la zone à risque de collision Zrc correspondant à une zone dans laquelle la caisse ou le crochet 20 a un risque de collision mécanique avec le camion ou le bras au cours de l'opération de chargement de la caisse. La zone à risque de collision Zrc peut être définie via des caractéristiques telles que des coordonnées ou des coins, et correspond à une zone dans laquelle le crochet 20 ne doit pas se trouver. Les caractéristiques de cette zone à risque de collision Zrc sont avantageusement stockées dans la mémoire non-volatile 52 du système de manoeuvre. Un exemple de zone à risque de collision Zrc est illustré en figures 12 et 15.
  • La zone à risque de collision Zrc est avantageusement fonction de plusieurs paramètres. Elle dépend notamment :
    • de la hauteur de l'essieu du camion sur lequel le bras est agencé. La hauteur de l'essieu étant en général variable car régulée par l'électronique du camion, le système peut être capable de commander la désactivation de cette régulation afin d'obtenir une hauteur fixe et connue ;
    • de la configuration du bras et de ses dimensions (L1, L1', L2, tailles des longerons...)
    • de la hauteur de l'anneau de la caisse ;
    • de la longueur de la caisse.
    • la hauteur relative entre les roues du camion et le sol où est posée la caisse.
  • La mémoire non-volatile du système de manoeuvre peut contenir les caractéristiques de différentes zones à risque de collision dans le système, correspondant à diverses configurations de caisse. L'utilisateur doit pouvoir sélectionner les paramètres adaptés à la caisse qu'il veut charger.
  • Il est également possible de prévoir une sélection automatique de la zone à risque de collision, si le système est capable d'identifier la caisse en cours de chargement via par exemple un marquage spécifique (code-barres, QR code...) ou tout autre système d'identification (RFID...). Le système sélectionnera alors automatiquement la zone à risque de collision adaptée à la caisse qu'il a identifiée.
  • En outre, il peut arriver que la configuration de la caisse à charger ne corresponde à aucune des configurations mémorisées dans le système. Dans ce cas, il est possible de prévoir une configuration prévoyant les conditions les plus défavorables pour la manipulation de la caisse (exemple : caisse de longueur minimum, roues du camion situées en haut de la caisse).
  • A partir de la zone à risque de collision Zrc, l'unité de traitement détermine au cours d'une phase de chargement que le crochet 20 (et donc le bras) ne rentre pas dans la zone à risque de collision Zrc. L'unité de traitement est ainsi configurée pour vérifier au cours de l'opération de chargement si la position mesurée se situe à l'intérieur de la zone à risque de collision Zrc.
  • Dans le cas où les angles et positions linéaires mesurés correspondent à une position située à l'intérieur de la zone à risque de collision Zrc, on peut prévoir qu'un signal à l'attention de l'opérateur soit généré (étape E7). Un tel signal peut être visuel ou sonore. L'unité de traitement est ainsi configurée pour générer un signal indiquant que la position mesurée se situe à l'intérieur de la zone à risque de collision Zrc, le signal étant typiquement sonore ou visuel.
  • De manière complémentaire, on peut prévoir que l'opérateur ne puisse plus commander (étape E7') le bras. Dans ce cas, l'opérateur devra effectuer une manoeuvre inverse pour remettre le bras en dehors de la zone à risque de collision. L'unité de traitement peut être configurée pour autoriser uniquement les mouvements du bras permettant de sortir le crochet de la zone à risque de collision Zrc, et interdire tout autre mouvement du bras. En d'autres termes, l'unité de traitement est configurée pour n'autoriser que des mouvements du bras adaptés pour rapprocher le crochet 20 d'une limite extérieure de la zone à risque de collision Zrc.
  • Comme pour le premier mode de réalisation, la position du crochet à plusieurs instants est déterminée (étape E1) en mesurant différents angles et positions linéaires fonction de la configuration bras et en mettant en oeuvre les étapes E11, E12 ci-dessus décrite afin de déterminer la position du crochet 20.
  • En fonction de la configuration, il va être vérifié au cours de la phase de chargement de la caisse que la position du crochet déterminée via les angles et positions linéaires mesurés n'appartient pas à la zone à risque de collision Zrc. En particulier, l'unité de traitement vérifie (étape E2) que chaque position n'appartient pas à la zone à risque de collision.
  • Dans tous les cas il est possible de prévoir des avertissement lumineux et sonores sur l'interface utilisateur, afin que celui-ci maintienne son attention lors de la manœuvre de chargement, et ce malgré l'assistance et le confort fournis par le système.
  • Selon un troisième mode de réalisation, complémentaire ou indépendant à un ou plusieurs mode(s) de réalisation ci-dessus décrit, le système de manoeuvre permet de contrôler la pression dans l'un des vérins lorsque le crochet, au cours d'une opération de chargement de la caisse pénètre dans une zone à risque d'effort Zre, notamment lorsque cette opération de déchargement est effectuée manuellement. En effet, au cours de cette manoeuvre, la caisse est en contact avec le bras (faux châssis) et l'utilisateur peut commander un mouvement qui créé un effort trop important, c'est-à-dire susceptible de résulter en une casse matérielle, entre :
    • le crochet et l'arrière du véhicule ;
    • le crochet et le faux châssis FCH ;
    • la caisse et l'arrière du véhicule ;
    • la caisse et le faux-châssis FCH.
  • Dans une phase d'initialisation, une zone à risque d'effort Zre est déterminée (étape E03). La zone à risque d'effort Zre correspond à une zone dans laquelle il y a un risque d'effort trop important, c'est-à-dire susceptible de résulter en une casse matérielle, entre la caisse ou le crochet d'une part, et le camion ou le bras d'autre part au cours de l'opération de déchargement de la caisse. Cette zone à risque d'effort Zre est avantageusement stockée dans la mémoire non-volatile du système de manoeuvre. L'unité de traitement est configurée pour vérifier au cours de l'opération de déchargement si la position mesurée Pc du crochet 20 se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort Zre. Un exemple de zone à risque d'effort Zre est illustré en figure 13.
  • La zone à risque d'effort Zre est définie via des caractéristiques, telles que des coordonnées ou des coins, et est une zone dans laquelle il faut surveiller la pression dans le vérin lorsque le crochet 20 s'y trouve.
  • La zone à risque d'effort Zre est avantageusement fonction de plusieurs paramètres. Elle dépend notamment :
    • de la hauteur de l'essieu du camion sur lequel le bras est agencé. La hauteur de l'essieu étant en général variable car régulée par l'électronique du camion, le système peut être capable de commander la désactivation de cette régulation afin d'obtenir une hauteur fixe et connue ;
    • de la configuration du bras et de ses dimensions (L1, L1', L2, tailles des longerons...)
    • de la hauteur de l'anneau de la caisse ;
    • de la longueur de la caisse ;
    • de la hauteur relative entre les roues du camion et le sol où est posée la caisse.
  • Le système doit pouvoir mémoriser différentes zones à risque d'effort dans le système, correspondantes à diverses configurations de caisse. L'utilisateur doit pouvoir sélectionner les paramètres adaptés à la caisse qu'il veut décharger.
  • Il est également possible de prévoir une sélection automatique de la zone à risque d'effort Zre, si le système est capable d'identifier la caisse en cours de chargement via par exemple un marquage spécifique (code-barres, QR code...) ou tout autre système d'identification (RFID...). Le système sélectionnera alors automatiquement la zone à risque d'effort Zre adaptée à la caisse qu'il a identifiée.
  • En outre, il peut arriver que la configuration de la caisse à décharger ne corresponde à aucune des configurations mémorisées dans le système. Dans ce cas il est possible de prévoir une configuration prévoyant les conditions les plus défavorables pour la manipulation de la caisse.
  • A partir de la zone à risque d'effort, l'unité de traitement détermine au cours d'une phase de déchargement que la pression dans le vérin ne doit pas dépasser une certaine limite si le crochet se trouve dans la zone à risque d'effort.
  • Le système peut donc comprendre une unité de mesure de la pression régnant dans au moins un vérin. Au cours de l'opération de déchargement de la caisse, l'unité 51 de traitement est configurée pour générer un signal indiquant une surpression dans le vérin lorsque que la position mesurée Pc du crochet 20 se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort Zre et que l'unité de mesure de la pression détecte une surpression dans le vérin. En d'autres termes, dans le cas où les angles et positions linéaires mesurés correspondent à une position située à l'intérieur de la zone à risque d'effort, et que la pression est supérieure à la limite, on peut prévoir qu'un signal à l'attention de l'opérateur soit généré (étape E8). Un tel signal peut être visuel ou sonore.
  • De manière complémentaire, on peut prévoir que l'opérateur ne puisse plus commander (étape E8') le bras. Dans ce cas, l'opérateur devra effectuer une manoeuvre n'augmentant pas la pression dans le vérin, afin de continuer le déchargement. En d'autres termes, l'unité de traitement peut être configurée pour interdire tout mouvement du bras en cas de surpression dans le vérin alors que la position mesurée se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort Zre.
  • Comme pour le premier mode de réalisation, la position du crochet à plusieurs instants est déterminée (étape E1) en mesurant différents angles et positions linéaires fonction de la configuration bras et en mettant en oeuvre les étapes E11, E12 ci-dessus décrites afin de déterminer la position du crochet.
  • En fonction de la configuration, il va être vérifié au cours de la phase de chargement de la caisse que la position du crochet déterminée via les angles et positions linéaires mesurés n'appartiennent pas à la zone à risque d'effort. En particulier, l'unité de traitement vérifie (étape E2) que chaque position n'appartient pas à la zone à risque d'effort.
  • Dans tous les cas il est possible de prévoir des avertissement lumineux et sonores sur l'interface utilisateur, afin que celui-ci maintienne son attention lors de la manoeuvre de déchargement, et ce malgré l'assistance et le confort fourni par le système.
  • Selon un quatrième mode de réalisation, la mémoire contient des caractéristiques d'une zone d'ouverture du crochet Zoc, dans laquelle le crochet peut être ouvert sans risque de faire tomber la caisse. Un exemple de zone d'ouverture du crochet Zoc est illustré en figure 14.
  • L'unité de traitement est configurée pour vérifier au cours de l'opération de déchargement si la position mesurée se situe à l'intérieur de la zone d'ouverture du crochet Zoc.
  • Le bras est équipé d'un crochet dont l'ouverture peut être pilotée par l'unité de traitement, l'unité de traitement étant en outre configurée pour ouvrir automatiquement le crochet lorsque la position mesurée se situe à l'intérieur de la zone d'ouverture du crochet Zoc (étape E9).
  • Selon un cinquième mode de réalisation, le système de manoeuvre permet d'aider au chargement d'une caisse sur le véhicule. Cette phase de chargement est consécutive à l'opération d'accrochage. Ce cinquième mode de réalisation peut être implémenté seul ou en combinaison avec le premier mode de réalisation, c'est-à-dire que la phase d'accrochage peut être réalisée de n'importe quelle manière pourvu que la caisse soit accrochée au bras par l'intermédiaire du crochet. Le cinquième mode de réalisation permet en particulier un pilotage automatique du chargement d'une caisse sur le véhicule, sans nécessiter d'intervention manuelle d'un utilisateur. Le rôle de l'utilisateur se limite alors à démarrer ou bien stopper la manoeuvre automatique du bras.
  • Dans une phase d'initialisation une trajectoire optimale Tro est déterminée (étape E02). Cette trajectoire optimale Tro est avantageusement stockée dans la mémoire non-volatile du système d'aide à l'accrochage.
  • La trajectoire optimale est en fait une succession de positions cibles P1, P2, PN (avec N le nombre de points permettant de décrire toute la trajectoire) du crochet que le crochet du bras doit suivre.
  • Cette trajectoire optimale Tro permet :
    • d'éviter que la caisse ne heurte le camion pendant la manœuvre ;
    • de plier l'angle b (cas des figures 2 et 4) afin de diminuer l'angle de la caisse par rapport au sol pour ne pas laisser tomber de la marchandise pendant la manoeuvre ;
    • de plier l'angle b (cas des figures 2 et 4) afin d'augmenter la capacité de chargement du bras en diminuant du bras de levier entre la charge et l'axe de rotation 10 ;
    • de modifier la course de la glissière pour pouvoir effectuer du chargement ou déchargement de caisse sur remorque d'attelage (figures 1 et 2, dans le cas où M4 est installé).
  • La trajectoire optimale Tro est avantageusement fonction de plusieurs paramètres. Elle dépend notamment :
    • De la hauteur du châssis du camion sur lequel le bras est monté ; La hauteur de l'essieu étant en général variable car régulée par l'électronique du camion, le système peut être capable de commander la désactivation de cette régulation afin d'obtenir une hauteur fixe et connue ;
    • De la configuration du bras et de ses dimensions (L1, L1', L2, tailles des longerons...)
    • De la hauteur de l'anneau de la caisse ;
    • De la longueur de la caisse.
    • La hauteur relative entre les roues du camion et le sol où est posée la caisse.
    • La technologie de commande hydraulique
  • Cette trajectoire optimale Tro obtenue, un calcul des différents angles a, b, c et positions linéaires mesurées selon la configuration du bras du dispositif de manutention est effectué. Ainsi, pour chaque point de la trajectoire optimale une combinaison d'angles et de positions linéaires est calculé. Chaque combinaison correspond en fait à une position cible du crochet.
  • A partir de la trajectoire optimale Tro, l'unité de traitement contrôle (étape E6) automatiquement les différents vérins du bras au cours d'une phase de chargement afin que le crochet (et donc le bras) suive la trajectoire optimale. L'utilisateur peut à tout moment interrompre le mouvement en relâchant la commande de son bras.
  • Comme pour le premier mode de réalisation, la position du crochet à plusieurs instants est déterminée (étape E1) en mesurant différents angles fonction de la configuration bras et en mettant en œuvre les étapes E11, E12 ci-dessus décrites afin de déterminer la position du crochet.
  • En fonction de la configuration, il va être vérifié au cours de la phase de chargement de la caisse que les angles et positions linéaires mesurés appartiennent bien à la trajectoire optimale. En particulier, l'unité de traitement compare (étape E2) chaque position mesurée à l'ensemble des positions cibles qui correspondent à la trajectoire optimale Tro que le crochet doit suivre. Elle commande (étape E6) alors les mouvements du bras afin que la position du crochet passe successivement par chaque position cible de sorte que la position du crochet qui est mesurée soit asservie successivement sur les positions cibles décrivant la trajectoire optimale Tro.
  • La trajectoire optimale Tro peut correspondre à une trajectoire située à la limite de la zone à risque de collision Zrc. La position du crochet est déterminée en continu au cours d'une opération de chargement de la caisse. Le système est adapté pour piloter le bras au cours d'une opération de chargement de la caisse de manière à ce que le crochet 20 suive la trajectoire optimale Tro dépendant de la géométrie du bras et minimisant une distance Dm avec la zone à risque de collision Zrc, c'est-à-dire suive la trajectoire située à la limite de la zone à risque de collision Zrc. Dans ce cas, la trajectoire peut donc être déterminée par le système exclusivement d'après les caractéristiques de la zone de collision Zrc, et les positions cibles de la trajectoire ne nécessitent pas obligatoirement d'être stockées dans la mémoire non volatile. Seules les caractéristiques de la zone de collision Zrc doivent alors être stockées dans la mémoire non volatile.
  • L'unité de traitement est en outre configurée pour commander le bras afin que le crochet 20 suive ladite trajectoire optimale Tro et pour vérifier que la position mesurée se situe en dehors et à distance minimale Dm de la zone à risque de collision Zrc, c'est-à-dire toujours à la limite de la zone à risque de collision Zrc.
  • On a illustré sur la figure 9 , une trajectoire optimale Tro dans le cas d'une configuration de bras conforme à la figure 4. Une distance minimale Dm et une trajectoire optimale Tro sont illustrées à titre d'exemple en figure 15.
  • Selon un sixième mode de réalisation complémentaire ou indépendant à un ou plusieurs mode(s) de réalisation ci-dessus décrit, le système de manœuvre permet d'éviter le flambage du vérin 4 reliant le faux-châssis au châssis central 1 (figures 1 et 2) ou le bras de levage 1' (figures 3 et 4).
  • Selon ce mode de réalisation, dans une étape d'initialisation (étape E0') une configuration selon laquelle un risque de flambage de la première paire de vérins 4 est déterminée. Une telle configuration fixe une valeur limite de l'angle a (entre le châssis central 1 et le faux-châssis) ainsi qu'une valeur limite de pression à partir desquelles le risque de flambage est présent.
  • Afin d'éviter le flambage de la première paire de vérins, l'unité de traitement commande la mesure de l'angle a (étape E1') et la mesure (étape E2') de la pression régnant dans les corps de la première paire de vérins.
  • Si l'angle est supérieur à la valeur limite configurée et que la pression est supérieure à la valeur limite configurée, on peut prévoir qu'un signal à l'attention de l'opérateur est généré. Un tel signal peut être visuel ou sonore.
  • De manière complémentaire, on peut prévoir que l'opérateur ne puisse plus commander le bras. Dans cas, l'opérateur devra effectuer une manœuvre inverse (diminution de l'angle a) pour remettre le bras en dehors de la zone interdite.
  • Une variante de ce mode de réalisation consiste à contrôler uniquement l'angle a à partir de laquelle un risque de flambage de la première paire de vérins 4 est déterminée. Si l'angle est supérieur à la valeur limite configurée, le vérin équipoe est alors alimentée via une ligne hydraulique spécifique contenant un limiteur de pression. Dans cette configuration, il peut être possible de prévoir un signal à l'attention de l'opérateur, si l'angle est supérieur à la valeur limite configurée et si la pression mesurée est égale à la pression maximum admise par le limiteur de pression. Un tel signal peut être visuel ou sonore.

Claims (14)

  1. Système de manœuvre d'un dispositif de manutention destiné à équiper le châssis (CH) d'un véhicule pour le chargement et le déchargement d'une caisse (CT) ; ledit dispositif de manutention comprenant un bras constitué d'un faux-châssis (FCH), d'un châssis central (1) articulé sur le faux-châssis (FCH) et d'au moins un élément mobile (2) lié directement ou indirectement au châssis central (1), un élément mobile étant pourvu à son extrémité libre d'un crochet (20) adapté pour venir en prise avec un organe de préhension tel qu'un anneau (AN) solidaire de l'avant de la caisse, ledit système comprenant :
    - un ensemble d'un ou plusieurs capteurs parmi un capteur angulaire et/ou un inclinomètre et/ou un capteur linéaire et/ou un capteur de position, le(s) capteur(s) étant configuré(s) pour effectuer respectivement une mesure d'angle et/ou d'inclinaison et/ou de course et/ou de position en continu au cours d'une manipulation du bras ;
    - une unité (51) de traitement configurée pour déterminer (E1) la position (Pc) du crochet (20) en continu au cours de la manipulation du bras, à partir d'une ou plusieurs mesure(s) effectuée(s) par l'ensemble d'un ou plusieurs capteurs, la position (Pc) du crochet (20) correspondant à une position cartésienne du crochet (20) dans un repère XOY, le repère XOY ayant comme axe (X) des abscisses un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et comme axe (Y) des ordonnées un axe orienté vers le haut ;
    - une mémoire non volatile (52) adaptée pour stocker des caractéristiques d'au moins une zone d'intérêt (Za, Zr, Zrc, Zre, Zoc) définie dans le repère XOY ;
    l'unité de traitement étant en outre configurée pour vérifier (E2) en continu au cours de la manipulation du bras si la position (Pc) du crochet (20) déterminée se trouve à l'intérieur de l'au moins une zone d'intérêt (Za, Zr, Zrc, Zre, Zoc),
    caractérisé en ce que la mémoire non volatile (52) comprend les caractéristiques de deux zones (Za, Zr) correspondant à :
    - une zone de ralentissement (Zr), dans laquelle la vitesse du crochet (20) est destinée à être ralentie par rapport à une vitesse du crochet (20) en dehors de ladite zone de ralentissement (Zr) au cours d'une opération d'accrochage de la caisse par l'intermédiaire du crochet (20), l'unité de traitement étant configurée pour limiter la vitesse du crochet (20) lorsque la position (Pc) du crochet (20) se situe dans la zone de ralentissement (Zr), et
    - une zone d'arrêt (Za), dans laquelle la vitesse du crochet (20) est destinée à être nulle au cours d'une opération d'accrochage de la caisse par l'intermédiaire du crochet (20), l'unité de traitement étant configurée pour bloquer le bras lorsque la position (Pc) du crochet (20) se situe dans la zone d'arrêt (Za).
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel la mémoire non volatile (52) contient des caractéristiques d'une zone à risque de collision (Zrc), dans laquelle la caisse ou le crochet (20) a un risque de collision mécanique avec le camion ou le bras au cours de l'opération de chargement de la caisse.
  3. Système selon la revendication 2, dans lequel au cours d'une opération chargement de la caisse, l'unité (51) de traitement est configurée pour générer un signal indiquant que la position mesurée (Pc) du crochet (20) se situe à l'intérieur de la zone à risque de collision (Zrc), le signal étant typiquement sonore ou visuel.
  4. Système selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel l'unité de traitement est configurée pour, lorsque la position (Pc) du crochet (20) se situe dans la zone à risque de collision (Zrc) au cours d'une opération chargement de la caisse :
    • autoriser uniquement les mouvements du bras adaptés pour rapprocher le crochet (20) d'une limite de la zone à risque de collision (Zrc),
    • interdire tout autre mouvement du bras.
  5. Système selon la revendication 1, dans lequel la mémoire non volatile (52) contient les caractéristiques d'une zone à risque d'effort (Zre), dans laquelle il y a un risque d'effort trop important, c'est-à-dire susceptible de résulter en une casse matérielle, entre la caisse ou le crochet (20) d'une part, et le camion ou le bras d'autre part, au cours d'une opération de déchargement de la caisse.
  6. Système selon la revendication 5, comprenant une unité de mesure de la pression régnant dans au moins un vérin, dans lequel au cours d'une opération de déchargement de la caisse, l'unité (51) de traitement est configurée pour générer un signal indiquant une surpression dans le vérin lorsque que la position mesurée (Pc) du crochet (20) se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort (Zre) et que l'unité de mesure de la pression détecte une surpression dans le vérin, le signal étant typiquement sonore ou visuel.
  7. Système selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel l'unité de traitement est configurée pour interdire tout mouvement du bras en cas de surpression dans le vérin alors que la position mesurée (Pc) du crochet (20) se situe à l'intérieur de la zone à risque d'effort (Zre).
  8. Système selon la revendication 1, dans lequel la mémoire non volatile (52) contient les caractéristiques d'une zone d'ouverture de crochet (Zoc), dans laquelle le crochet (20) peut être ouvert sans risque de faire tomber la caisse au cours d'une opération de déchargement de la caisse.
  9. Système selon la revendication 8, dans lequel l'unité de traitement est configurée pour piloter automatiquement l'ouverture du crochet (20) lorsque la position mesurée (Pc) du crochet (20) au cours d'une opération de déchargement de la caisse se situe à l'intérieur de la zone d'ouverture de crochet (Zoc).
  10. Système selon la revendication 2, dans lequel le système est adapté pour piloter le bras au cours d'une opération de chargement de la caisse de manière à ce que le crochet (20) suive une trajectoire optimale (Tro) dépendant de la géométrie du bras et minimisant la distance (Dm) avec la zone à risque de collision (Zrc), l'unité de traitement étant en outre configurée pour commander le bras afin que le crochet (20) suive ladite trajectoire optimale (Tro) et pour vérifier que la position mesurée se situe en dehors et à distance minimale (Dm) de la zone à risque de collision (Zrc).
  11. Système selon la revendication 1, dans lequel au cours d'une opération d'accrochage de la caisse, l'unité (51) de traitement est configurée pour générer un signal indiquant que la position mesurée (Pc) du crochet (20) se situe à l'intérieur de la zone d'arrêt (Za), le signal étant typiquement sonore ou visuel.
  12. Système selon l'une des revendications 1 ou 11, dans lequel la zone de ralentissement (Zr) s'étend tout autour de la zone d'arrêt (Za), et dans lequel l'unité de traitement est configurée pour piloter automatiquement le bras afin que le crochet (20) atteigne la zone d'arrêt (Za) en passant par la zone de ralentissement (Zr).
  13. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le châssis central fait un angle a avec le faux-châssis, la potence faisant un angle b avec le châssis central, l'unité (51) de traitement étant configurée pour déterminer la position Pc du crochet en fonction de l'angle a et de l'angle b, dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut, ladite position du crochet Pc=(Xc, Yc) étant dans ce repère : Xc = L 1 * cos a + L 2 * cos a + b + X 10
    Figure imgb0009
     Yc = L 1 * sin a + L 2 * sin a + b + Y 10
    Figure imgb0010
     avec
    - (X10, Y10) = Coordonnées de l'axe de rotation entre le châssis et le faux-châssis dans le repère ;
    - (Xc,Yc) = Coordonnées du centre du crochet dans le repère ;
    - L1 = longueur entre l'axe de rotation entre le châssis central et le faux-châssis et l'origine de l'angle b ;
    - L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet.
  14. Système selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une potence en deux parties, une première partie formant un ange c avec le châssis central et une deuxième partie formant un angle b avec la deuxième partie, la position du crochet Pc' étant fonction de l'angle a, l'angle b et l'angle c dans un repère XOY ayant comme axe X des abscisse un axe horizontal orienté vers l'arrière du véhicule et un axe Y des ordonnées orienté vers le haut, ladite position du crochet PC'=(Xc', Yc') étant dans ce repère X C ′ = L 1 ′ * cos a − L 1 * cos a + c + L 2 * cos a + b + c + X 10
    Figure imgb0011
     Y C ′ = L 1 ′ * sin a − L 1 * sin a + c + L 2 * sin a + b + c + Y 10
    Figure imgb0012
     avec
    - (X10, Y10) = Coordonnées de l'axe de rotation entre le châssis et le faux-châssis dans le repère ;
    - (Xc',Yc') = Coordonnées du centre du crochet dans le repère
    - L1' = longueur entre l'axe de rotation entre le châssis central et le faux-châssis dans le repère et l'origine de l'angle c ;
    - L1 = longueur entre les origines des angles c et b ;
    - L2 = longueur entre l'origine de l'angle b et le centre du crochet.
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